架空輸電線路無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)

徐澤華 亢靖誠(chéng) 屈星如

摘要：架空輸電線路運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣的特點(diǎn)，且長(zhǎng)期暴露在野外，線路安全監(jiān)控難度大。目前輸電運(yùn)維管理部門測(cè)量導(dǎo)線與導(dǎo)線下方物體距離的最常見(jiàn)的方法是利用激光測(cè)距儀或電子經(jīng)緯儀測(cè)量，該方法運(yùn)用廣泛，操作簡(jiǎn)便。但是，由于電子經(jīng)緯儀自身標(biāo)定時(shí)的精度偏低，且測(cè)量時(shí)必須選取水平操作平臺(tái)，目鏡測(cè)量范圍有限，無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特殊區(qū)域測(cè)量，尤其是對(duì)線路走廊狹窄地區(qū)線下成片高大林木距離的測(cè)量受到地形限制無(wú)法開(kāi)展。本文針對(duì)輸電線路的無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無(wú)人機(jī);測(cè)距技術(shù)

輸電線路通常暴露在野外，其運(yùn)行和維護(hù)的環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，受到眾多不確定的影響因素，這就給輸電線路的巡視和測(cè)距帶來(lái)了較高的要求。無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)能夠搭載超聲波實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)距，且其應(yīng)用范圍比較廣泛，局限性較小，因此在輸電線路的巡檢中有著重要的應(yīng)用。

1無(wú)人機(jī)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益分析

1.1無(wú)人機(jī)的應(yīng)用減輕了人員勞動(dòng)強(qiáng)度

在輸電線路常規(guī)巡檢過(guò)程中，走廊地形復(fù)雜，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。而無(wú)人機(jī)小巧輕便，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單，能真正實(shí)現(xiàn)班組級(jí)配備，不用專用車輛，可由巡線人員隨車攜帶，只需兩人操作即可，一人操控?zé)o人機(jī)，一人監(jiān)控地面站，及時(shí)了解線路運(yùn)行狀況、超高樹(shù)木以及走廊隱患。在新建線路驗(yàn)收及故障查線作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了輸電線路缺陷的全方位、零遺漏檢測(cè)，尤其在復(fù)檢消缺時(shí)，驗(yàn)收人員只需在地面上操作即可對(duì)設(shè)備的消缺狀況一目了然，降低了作業(yè)危險(xiǎn)性。

1.2無(wú)人機(jī)的應(yīng)用降低了設(shè)備故障處置時(shí)間

輸電線路所處地理位置復(fù)雜、氣候多變，線路極易受各類因素造成跳閘。且跳閘時(shí)故障區(qū)段環(huán)境大多比較惡劣，拖延了故障查線的進(jìn)度和搶修工作時(shí)間。無(wú)人機(jī)有效減小地形、天氣條件的限制，人員到達(dá)視線可及的合適位置后，即可實(shí)施對(duì)故障點(diǎn)的非抵近勘察，顯著提高人工故障查線效率，降低危險(xiǎn)性，為應(yīng)急搶修的順利進(jìn)行提供了先進(jìn)的技術(shù)手段，避免線路跳閘造成的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)一步擴(kuò)大。

2輸電線路無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

科技的發(fā)展日新月異，無(wú)人機(jī)是高科技的產(chǎn)物，其涉及到航空、衛(wèi)星導(dǎo)航、紅外成像、地理信息等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于輸電線路的測(cè)距來(lái)說(shuō)，其局限性較小，相較于其他測(cè)距技術(shù)而言有著較大的優(yōu)勢(shì)，具體來(lái)說(shuō)有以下幾個(gè)方面：①不受地形限制：與人工測(cè)距等傳統(tǒng)測(cè)距相比，無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)不會(huì)受到地形的限制，這就大大提升了輸電線路的巡檢效率，可以在空中進(jìn)行拍攝，之后將數(shù)據(jù)帶回分析，在巡視的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)死角，對(duì)于一些復(fù)雜的環(huán)境也可以進(jìn)行巡視，這就降低了人工測(cè)距的危險(xiǎn)性，提升了測(cè)距效率;②不受自然環(huán)境影響：首先，無(wú)人機(jī)測(cè)距不會(huì)受到天氣的影響，在雨、雪、霧等惡劣的天氣環(huán)境下也能夠完成巡線工作，安全性較高，第二，無(wú)人機(jī)測(cè)距不會(huì)受到地理環(huán)境的影響，輸電線路常常要跨越高山流水、原始森林等特殊的地理環(huán)境，無(wú)人機(jī)測(cè)距則不會(huì)受到地理環(huán)境的影響;③無(wú)人機(jī)不存在對(duì)飛行員的培訓(xùn)問(wèn)題，因此無(wú)人機(jī)測(cè)距不會(huì)受到實(shí)踐和地點(diǎn)的限制，能夠快速的對(duì)輸電線路進(jìn)行巡線測(cè)距;④效率高：無(wú)人機(jī)攜帶方便，一些小型的無(wú)人機(jī)可以隨身攜帶，不受場(chǎng)地限制，能夠?qū)崟r(shí)拍攝圖像，巡線測(cè)距方便快捷，效率較高;⑤輸電線路的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)的測(cè)距技術(shù)有著一定的局限性，無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)能夠在超高樹(shù)木、超高建筑物等環(huán)境下完成測(cè)距。

3無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)在輸電線路巡視中的應(yīng)用

3.1在正常巡視中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)在輸電線路的正常巡視中有著重要的應(yīng)用，其可以延長(zhǎng)人工巡視周期，在應(yīng)用的過(guò)程中要做好巡檢計(jì)劃，可以采取多旋翼無(wú)人機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)配合巡視的方式，對(duì)輸電線路周邊環(huán)境、交叉情況等進(jìn)行巡檢和檢測(cè)，在巡檢山區(qū)的輸電線路時(shí)，人工不必到達(dá)桿塔現(xiàn)場(chǎng)，可以用無(wú)人機(jī)巡檢起降點(diǎn)桿塔與其兩路桿塔，如果輸電線路的檔距較大，則可以利用無(wú)人機(jī)對(duì)其起落點(diǎn)半徑1千米之內(nèi)的輸電線路設(shè)備進(jìn)行巡檢測(cè)距。

3.2在應(yīng)急特巡中的應(yīng)用

在發(fā)生惡劣天氣、地質(zhì)災(zāi)害等特殊狀況的時(shí)候，需要進(jìn)行應(yīng)急巡檢，利用無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)可以有效的補(bǔ)充人工特巡，對(duì)于車輛和人工難以到達(dá)的區(qū)域可以采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)距巡檢。首先，對(duì)于輸電走廊以及重點(diǎn)輸電線路段可以采用固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)距巡檢，在發(fā)生泥石流、大雪風(fēng)沙等特殊情況的時(shí)候能夠第一時(shí)間進(jìn)行測(cè)距巡檢，提升巡檢效率，為搶修設(shè)備和救助人員提供了實(shí)踐。對(duì)桿塔區(qū)段可以采用多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)距巡檢，以此來(lái)排除隱患，同時(shí)可以用多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)大面積樹(shù)障進(jìn)行測(cè)量。

3.3在故障查線中的應(yīng)用

當(dāng)發(fā)生故障引起輸電線路跳閘之后，可以采用固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍普查，對(duì)道路狀況等進(jìn)行整體性的掌握。如果線路合閘，使用多旋翼無(wú)人機(jī)則可以用來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路的故障點(diǎn);如果不合閘，則由固定翼無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路通道進(jìn)行檢查，之后使用多旋翼無(wú)人機(jī)來(lái)檢查線路故障點(diǎn)。

3.4在線路驗(yàn)收中的應(yīng)用

對(duì)于新建成的輸電線路來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行驗(yàn)收工作，但受限于天氣環(huán)境和驗(yàn)收人員水平，很可能導(dǎo)致驗(yàn)收結(jié)果不可靠、驗(yàn)收困難等情況。可以采用無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)來(lái)配合人工線路驗(yàn)收，通過(guò)固定翼無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路進(jìn)行普查，航拍輸電線路通道，排查通道內(nèi)的違章施工以及樹(shù)障。對(duì)于平口以上的缺陷來(lái)說(shuō)，可以采用多旋翼無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行復(fù)查，合適整改情況，有效提升線路驗(yàn)收效率。

3.5與人工巡視的結(jié)合應(yīng)用

利用無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)可以對(duì)輸電線路的導(dǎo)地線、走廊等進(jìn)行巡查，不同的輸電線路故障情況有著不同的飛行要求，可以選取自主飛行、手動(dòng)飛行以及贈(zèng)穩(wěn)飛行等三種飛行模式?？梢岳脽o(wú)人機(jī)搭載攝像機(jī)、測(cè)距儀等高精度設(shè)備，對(duì)輸電線路外部異常情況進(jìn)行巡視檢查。對(duì)于絕緣子串、均壓環(huán)、等重要的輸電線路設(shè)備故障巡檢時(shí)，要從多個(gè)角度和多個(gè)方向進(jìn)行航拍，可依距離目標(biāo)物5米或10米，如果輸電線路不帶電且變電設(shè)備沒(méi)有運(yùn)行，則可以將無(wú)人機(jī)接近到目標(biāo)物4米的位置進(jìn)行拍攝。對(duì)于輸電線路下方樹(shù)木凈空的測(cè)量來(lái)說(shuō)，可以采用無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)，并搭載圖像傳輸通道，將視頻進(jìn)行傳輸，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理能夠直觀的顯示距離信息和信號(hào)信息，實(shí)用性較強(qiáng)，獲得的測(cè)距結(jié)果更加精確。總的來(lái)說(shuō)，在一些經(jīng)緯儀無(wú)法測(cè)量的特殊地形和樹(shù)障測(cè)量方面，可以應(yīng)用無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，以此來(lái)保證輸電線路測(cè)距的準(zhǔn)確性和全面性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，輸電線路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，受到的影響眾多，這就提升了輸電線路測(cè)距巡檢的難度。相較于其他測(cè)距方法而言，無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)有著效率高、安全性好的特點(diǎn)，本文簡(jiǎn)要研究了輸電線路的無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)，探討了無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)在輸電線路巡檢測(cè)距中的具體應(yīng)用，旨在進(jìn)一步提升無(wú)人機(jī)測(cè)距技術(shù)的應(yīng)用水平。

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